無鉛波峰焊無鉛波峰焊特點

無鉛波峰焊模塊化設計

多品種小批量生產需求的選擇；

多種工藝技術要求的最佳適配；

安裝、調試、維護及保養(yǎng)方便快捷，減少設備維護成本；

可靈活選配多級助焊劑管理系統(tǒng)適應環(huán)保要求；

可任意組合紅外及熱風加熱方式適應生產需求；

可靈活選擇冷水機及冷氣機制冷輕松實現(xiàn)高效柔性化冷卻特點。

無鉛波峰焊人性及數(shù)字化設計

工藝參數(shù)、高度及角度、導軌調寬極限溫度數(shù)字顯示，通過量化的設定，提高工藝能力的精確控制；

整體及模塊采用高溫玻璃可視化設計，提高設備可操作性及可監(jiān)控性；

內嵌焊接缺陷幫助菜單及設備維護手冊，提升設備附加值。

無鉛波峰焊三大新技術

新型防腐蝕鑄鐵錫爐，有效防止釬料腐蝕，5年包換，提高設備使用壽命及可靠性；

低氧化裝置，有效防止“豆腐渣”，可控制氧化量低于0.3KG/小時；

噴口、流道、葉輪專利設計，波峰平穩(wěn)度可控制在0.5MM以內，提高設備的焊接品質。

剛出廠的新波峰焊機是沒有無鉛與有鉛之分的，只是自己使用時加以區(qū)分，一般無鉛波峰焊都貼有一個標志是國際上通用的"pb"也就是無鉛標志。有鉛或無鉛波峰焊機，在外表沒有可區(qū)別性（主要是看用的是用的是有鉛的錫還是無鉛的錫）主要是在于生產的PCB是否含鉛。無鉛的波峰焊可以直接生產有鉛的PCB，要是有鉛的再次轉換為無鉛的，必須要清洗錫槽，換為無鉛的錫料，方可生產。

無鉛波峰焊焊料波的表面被一層均勻的氧化皮覆蓋，它在無沿焊料波的整個長度方向上幾乎都保持靜態(tài)，在波峰焊接過程中，PCB接觸到焊料波的前沿表面，氧化皮破裂，PCB前面的焊料波無皸褶地推向前進，這說明整個氧化皮與PCB以同樣的速度移動。

當PCB進入波峰面前端時，基板與引腳被加熱，并在未離開波峰面之前，整個PCB浸在焊料中，即被焊料所橋聯(lián)，但在離開波峰尾端的瞬間，少量的焊料由于潤濕力的作用，粘附在焊盤上，并由于表面張力的原因，會出現(xiàn)以引線為中心收縮至最小狀態(tài)，此時焊料與焊盤之間的潤濕力大于兩焊盤之間的焊料的內聚力。因此會形成飽滿、圓整的焊點，離開波峰尾部的多余焊料，由于重力的原因，回落到錫鍋中。

無鉛波峰焊無鉛焊料氧化性

同Sn-Pb合金焊料相比，高Sn含量的無鉛焊料在高溫焊接中更容易氧化，從而在錫爐液面形成氧化物殘渣(SnO2)，影響焊接質量，同時也造成浪費。典型的錫渣結構是90%的可用金屬在中心，外面包含10%的氧化物組成[6]。產生錫渣的原因有：

1）原始焊料的質量；

2）焊接溫度；

3）波峰高度；

4）波峰的擾度。

溫度升高，增加無鉛焊料的氧化性，高溫下錫爐表面氧化物的厚度如下表示：

其中：k=k0exp(-B/T)

m= mass(kg)

A= area(m2)

k= growth coefficient

B= is a constant

T= absolute temperature(K)

相同條件下，純錫的k值是Sn-Pb合金k值的兩倍，而且無鉛焊料的焊接溫度比Sn-Pb合金焊料的要高，故其具有更強的氧化率。為了防止無鉛焊料的氧化，解決辦法是改善錫爐噴口，最好的對策是加氮氣保護。

改善錫爐噴口的結構，主要就是控制波峰的高度和擾度，減少無鉛焊料的氧化。氮氣保護就是減小氧氣的濃度，從氧化性的本質上減小無鉛焊料的氧化，其效果是顯著的。隨著O2濃度的降低，無鉛焊料的氧化量是明顯減少的。當N2保護中O2的含量在50ppm或以下時，無鉛焊料基本上不產生氧化，N2流量為16m3/h是降低O2含量的臨界值。

無鉛波峰焊錫爐的腐蝕性

無鉛波峰焊接PCB上的插裝電子元器件，當采用無鉛焊料時，由于無鉛焊料的焊接溫度比Sn-Pb合金焊料高約30-50℃，另外無鉛焊料中Sn的含量大幅度提高，一般都在95%以上，造成了波峰焊時無鉛焊料對錫爐和噴口的腐蝕性加強。國內一般錫爐采用的材料是SUS304和SUS316型不銹鋼。實驗表明，不銹鋼材料在高溫條件下6個月就被高Sn無鉛焊料明顯腐蝕。最容易受到腐蝕的是與流動焊料接觸的部位，如泵的葉輪、輸送管和噴口。

不銹鋼具有防腐蝕性能的原因就是合金元素Cr的作用，對大多數(shù)材料包括普通的Sn-Pb焊料合金，不銹鋼都具有很好的耐腐蝕性能。但對于高Sn無鉛焊料，高溫下其在不銹鋼表面具有良好的鋪展能力，容易產生浸潤現(xiàn)象，從而產生浸潤腐蝕不銹鋼。另外由于在波峰焊過程中，液態(tài)合金焊料是在不斷流動的，沖刷與之接觸的表面，導致沖刷腐蝕，這就是為什么泵的葉輪、輸送管和噴口處的腐蝕更為嚴重的原因。采用X射線化學分析儀對無鉛焊料腐蝕不銹鋼的截面作成分分析。

無鉛焊料在不銹鋼表面完全浸潤，并與不銹鋼基體之間發(fā)生了相互擴散。這種擴散最終導致不銹鋼錫爐及其內部不銹鋼結構件的腐蝕。

為了防止高Sn無鉛焊料對波峰焊設備的腐蝕作用，提高設備的使用壽命，對于無鉛波峰焊設備，錫爐里面的葉輪、輸送管和噴口多采用以下材料：

1）鈦及其合金結構；

2）表面滲氮不銹鋼；

3）表面陶瓷噴涂不銹鋼。

對于錫爐，多選用的材料為：

1）鈦及其合金；

2）鑄鐵；

3）表面陶瓷噴涂不銹鋼；

4）表面滲氮不銹鋼。

無鉛波峰焊錫爐溫度

無鉛波峰焊接溫度并不等于錫爐溫度，在線測試表明，一般焊接溫度要比錫爐溫度低5℃左右，也就是250℃測量的潤濕性能參數(shù)大致對應于255℃的錫爐溫度。

實驗研究表明，對于一般的無鉛焊料合金，最適當?shù)腻a爐溫度為271℃。此時，Sn/Ag、Sn/Cu、Sn/Ag/Cu合金一般存在最小的濕潤時間和最大的濕潤力。當采用不同的助焊劑時，無鉛焊料潤濕性能最佳的錫爐溫度有所不同，但差別不是很大。對于采用低固免清洗助焊劑的波峰焊接過程。

無鉛波峰焊錫爐的溫度對焊接的質量影響很大。溫度若偏低，焊錫波峰的流動性就變差，表面張力大，易造成虛焊和拉尖等焊接缺陷，失去波峰焊接所應具有的優(yōu)越性。若溫度偏高，有可能造成元器件受高溫而損壞，同時溫度偏高，亦會加速無鉛焊料的表面氧化。

無鉛波峰焊波峰高度

波峰高度的升高和降低直接影響到波峰的平穩(wěn)程度及波峰表面焊錫的流動性。適當?shù)牟ǚ甯叨瓤梢员ＷCPCB有良好的壓錫深度，使焊點能充分與焊錫接觸。平穩(wěn)的波峰可使整塊PCB在焊接時間內都能得到均勻的焊接。當波峰偏高時，表明泵內液態(tài)焊料的流速增大。

雷諾數(shù)值增大將使液態(tài)流體進行湍流（紊流）狀態(tài)，易導致波峰不穩(wěn)定，造成PCB漫錫，損壞PCB上的電子元器件。但對于波峰上PCB的壓力增大，這有利于焊縫的填充。不過容易引起拉尖、橋連等焊接缺陷。波峰偏低時，泵內液態(tài)釬料流體流速低并為層流態(tài)，因而波峰跳動小，平穩(wěn)。焊錫的流動性變差了，容易產生吃錫量不夠，錫點不飽滿等缺陷。波峰高度通?？刂圃赑CB板厚度的1/2~2/3，其焊點的外觀和可靠性達到最好。

無鉛波峰焊浸錫時間

被無鉛波峰焊表面浸入和退出熔化焊料波峰的速度，對潤濕質量，焊點的均勻性和厚度影響很大。焊料被吸收到PCB焊盤通孔內，立即產生熱交換。當印制板離開波峰時，放出潛熱，焊料由液相變?yōu)楣滔唷．斿a爐溫度在250℃-260℃左右，焊接溫度就在245℃左右，焊接時間應在3-5秒左右。也就是說PCB某一引線腳與波峰的接觸時間為3-5秒，但由于室內溫度的變化，助焊劑的性能和焊料的溫度不同，接觸時間有所不同。2100433B 解讀詞條背后的知識

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